Лекция 1. Основные понятия информации и информатики. Лекция 1 - Основные понятия информации и информатики 1. Лекция 1 Понятие информации Информатика. Лекция 1
 Скачать 413 Kb.
|
Лекция 1 Основные понятия информации и информатикиИнформатика. Лекция 1 Понятие информацииИнформатика. Лекция 1 Информация (informatio – разъяснение, изложение) - - сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления (N 149-ФЗ); сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, воспринимаемые человеком или специальным устройством (словарь Ожегова); есть отражение реального мира - сведения, которые один реальный объект содержит о другом реальном объекте (философия науки); - сведения, уменьшающие неопределенность (концепция Шеннона); - осознанные сведения об окружающем мире, которые являются объектом хранения, преобразования, передачи и использования. Понятие информацииИнформатика. Лекция 1 Сведения — это знания, выраженные в сигналах, сообщениях, известиях, уведомлениях и т. д. Каждого человека окружает информация различных видов. Данные – это зарегистрированные сигналы. Однако данные не тождественны информации. Для получения информации нужен метод обработки данных. Информация - продукт взаимодействия данных и адекватных им методов (Симонович). Информация существует только в момент взаимодействия данных и методов. В остальное время она содержится в виде данных. Из одних и тех же данных разные получатели могут извлечь разную информацию в зависимости от адекватности методов их обработки. Понятие информацииИнформатика. Лекция 1 Сигнал передаёт сообщение во времени - является функцией времени. Дискретный или дискретный по уровню (амплитуде) сигнал это сигнал, принимающий по величине (амплитуде) только определённые дискретные значения. Непрерывный или аналоговый сигнал это сигнал, который может принимать любые уровни значений в некотором интервале величин. Дискретный по времени сигнал это сигнал, заданный только в определённые моменты времени. Непрерывный по времени сигнал это сигнал, заданный на всей оси времени. непрерывный сигнал дискретный по времени сигнал сигнал, квантованный по уровню цифровой сигнал Понятие информацииИнформатика. Лекция 1 Информационная система Данные являются объективными, так как это результат регистрации объективно существующих сигналов, вызванных изменениями в материальных телах и полях. Методы являются субъективными, так как в их основе лежат алгоритмы, составленные людьми. Понятие информацииИнформатика. Лекция 1 Сообщение - это совокупность знаков, отображающих ту или иную информацию. Для того чтобы сообщение информацию, и было полезно получателю, оно должно быть: - записано на некотором языке; - этот язык должен быть понятен получателю; - получатель должен обладать методом извлечения информации из сообщения; - сообщение должно снижать степень неопределенности относительно объекта, который интересует получателя; - сообщение должно помогать ему решить поставленную задачу; - получатель должен обладать реальной практической возможностью использовать полученную информацию. Свойства и качество информацииИнформатика. Лекция 1 Дуализм информации характеризует ее двойственность. С одной стороны, информация объективна в силу объективности данных, с другой — субъективна , в силу субъективности применяемых методов Объективность информации. Объективный – существующий вне и независимо от человеческого сознания. Информация – это отражение внешнего объективного мира. Достоверность информации — это свойство, характеризующее степень соответствия информации реальному о бъекту с необходимой точностью. Информация достоверна, если она отражает истинное положение. Доступность информации — мера возможности получить ту или иную информацию. На степень доступности информации влияют одновременно как доступность данных, так и доступность адекватных методов. Полнота информации. Информацию можно назвать полной, если ее достаточно для понимания и принятия решений. Неполная информация может привести к ошибочному выводу или решению. Свойства и качество информацииИнформатика. Лекция 1 Точность (адекватность) информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т. п. Характеризует степень соответствия реальному объективному состоянию. Неадекватная информация может образоваться при создании новой информации на основе неполных или недостоверных данных. достоверные данные + неадекватные методы = неадекватная информация недостоверные данные + адекватный метод = неадекватная информация Актуальность информации – важность для настоящего времени, злободневность, насущность. Только вовремя полученная информация может быть полезна. Достоверная и адекватная устаревшая информация - неактуальна. Полезность (ценность) информации. Полезность может быть оценена применительно к нуждам конкретных ее потребителей и оценивается по тем задачам, которые можно решить с ее помощью. Типы информацииИнформатика. Лекция 1 По области возникновения можно выделить информацию: - техническую, которая отражает процессы, явления неодушевленной природы; - биологическую (генетическую) информациюя , которая отражает процессы животного и растительного мира; - социальную, которая отражает процессы человеческого общества. Типы информацииИнформатика. Лекция 1 Техническая (машинная) информация - это представленные в форме энергетических излучений (сигналов) или машиночитаемых записей отображения материальных объектов и полей. Биологическая информация охватывает три рода объектов: чувственно-наглядные образы (перцептивные образы) материальных объектов, формируемые посредством органов чувств и хранящиеся в памяти живого существа; сигналы, которыми обмениваются животные в ходе зоокоммуникации; молекулы ДНК, в структурах которых закодирован образ будущего организма и программа его синтезирования. Различаются три вида биологической информации: сенсорная (перцептивная), зоокоммуникационная, генетическая. Генетическая информация представляет собой сообщения в рамках генетической коммуникации Типы информацииИнформатика. Лекция 1 Социальная информация — совокупность знаний, сведений, данных и сообщений, которые формируются и воспроизводятся в обществе и используются индивидами, группами, организациями, различными социальными институтами для регулирования социального взаимодействия, общественных отношений и процессов: - массовая информация - публицистическая информация - эстетическая (художественная) информация - обыденная (бытовая) информация - специальная информация Тема для доклада! Формы представления информацииИнформатика. Лекция 1 Знаковая письменная - в виде различных знаков, среди которых принято выделять: - символьную в виде текста, чисел, специальных символов (химические формулы, дорожные знаки), - графическую (рисунки, схемы, чертежи, карты, графики, диаграммы), - табличную. В виде жестов и сигналов, звуков. Устная словесная речь. Знание как высшая форма информацииИнформатика. Лекция 1 Ценностная шкала информации Методы получения информацииИнформатика. Лекция 1 Эмпирические методы или методы получения эмпирических данных. Теоретические методы или методы построения различных теорий. Эмпирико-теоретические методы (смешанные) или методы построения теорий на основе полученных эмпирических данных об объекте, процессе, явлении. Эмпирические методыИнформатика. Лекция 1 Наблюдение – сбор первичной информации об объекте, процессе, явлении. Сравнение – обнаружение и соотнесение общего и различного. Измерение – поиск с помощью измерительных приборов эмпирических фактов. Эксперимент – преобразование, рассмотрение объекта, процесса, явления с целью выявления каких-то новых свойств. Другие - опрос, интервью, тестирование. Теоретические методыИнформатика. Лекция 1 Восхождение от абстрактного к конкретному – получение знаний о целом или о его частях на основе знаний об абстрактных проявлениях в сознании, в мышлении. Идеализация – получение знаний о целом или его частях путем представления в мышлении целого или частей, не существующих в действительности. Формализация – получение знаний о целом или его частях с помощью языков искусственного происхождения (формальное описание, представление). Аксиоматизация – получение знаний о целом или его частях с помощью некоторых аксиом (не доказываемых в данной теории утверждений) и правил получения из них (и из ранее полученных утверждений) новых верных утверждений. Виртуализация – получение знаний о целом или его частях с помощью искусственной среды, ситуации. Эмпирико-теоретические методыИнформатика. Лекция 1 Абстрагирование – выделение наиболее важных для исследования свойств, сторон исследуемого объекта, процесса, явления и игнорирование несущественных и второстепенных. Анализ – разъединение целого на части с целью выявления их связей. Декомпозиция – разъединение целого на части с сохранением их связей с окружением. Синтез – соединение частей в целое с целью выявления их взаимосвязей. Композиция — соединение частей целого с сохранением их взаимосвязей с окружением. Индукция – получение знания о целом по знаниям о частях. Дедукция – получение знания о частях по знаниям о целом. Эвристики, использование эвристических процедур – получение знания о целом по знаниям о частях и по наблюдениям, опыту, интуиции, предвидению. Эмпирико-теоретические методыИнформатика. Лекция 1 Моделирование (простое моделирование), использование приборов – получение знания о целом или о его частях с помощью модели или приборов. Исторический метод – поиск знаний с использованием предыстории, реально существовавшей или же мыслимой. Логический метод – поиск знаний путем воспроизведения частей, связей или элементов в мышлении. Макетирование – получение информации по макету, представлению частей в упрощенном, но целостном виде. Актуализация – получение информации с помощью перевода целого или его частей (а следовательно, и целого) из статического состояния в динамическое состояние. Визуализация – получение информации с помощью наглядного или визуального представления состояний объекта, процесса, явления. ДанныеИнформатика. Лекция 1 Данные – диалектическая составная часть информации. Они представляют собой зарегистрированные сигналы. Данные – это информация, представленная в виде, пригодном для обработки ее автоматическими средствами при возможном участии человека. Операции с данными Сбор Формализация Фильтрация Сортировка Архивация Защита Транспортировка Преобразование Информационные процессыИнформатика. Лекция 1 поиск информации сбор хранение информации передача информации обработка и использованием информации Информационные процессыИнформатика. Лекция 1 Поиск информации — это извлечение хранимой информации. Методы поиска информации: непосредственное наблюдение; общение со специалистами по интересующему вас вопросу; чтение соответствующей литературы; просмотр видео, телепрограмм; прослушивание радиопередач, аудиокассет; работа в библиотеках и архивах; запрос к информационным системам, базам и банкам компьютерных данных; другие методы. Сбор информации может производиться или человеком, или с помощью технических средств и систем - аппаратно. Сбор информации не является самоцелью. Информационные процессыИнформатика. Лекция 1 Сбор и хранение. Сбор информации - это деятельность субъекта, в ходе которой он получает сведения об интересующем его объекте. Сбор информации может производиться или человеком, или с помощью технических средств и систем - аппаратно. Сбор информации не является самоцелью. Чтобы полученная информация могла использоваться, причем многократно, необходимо ее хранить. Хранение информации — это способ распространения информации в пространстве и времени. Способ хранения информации зависит от ее носителя (книга- библиотека, картина- музей, фотография- альбом). ЭВМ предназначен для компактного хранения информации с возможностью быстрого доступа к ней. Информационные процессыИнформатика. Лекция 1 Передача. В процессе передачи информации обязательно участвуют источник и приемник информации: первый передает информацию, второй ее получает. Между ними действует канал передачи информации — канал связи. Канал связи — совокупность технических устройств, обеспечивающих передачу сигнала от источника к получателю. Передача данных может быть аналоговой или цифровой. Кодирование информацииИнформатика. Лекция 1 Кодирование информации - процесс преобразования сигнала из формы, удобной для непосредственного использования информации, в форму, удобную для передачи, хранения или автоматической переработки. Код — это набор условных обозначений (или сигналов) для записи (или передачи) некоторых заранее определенных понятий. Знак - это элемент конечного множества отличных друг от друга элементов. Знак вместе с его смыслом называют символом. Набор знаков, в котором определен их порядок, называется алфавитом. Примеры алфавитов: - алфавит кириллических букв {А, Б, В, Г, Д, Е, ...} - алфавит латинских букв {А, В, С, D, Е, F,...} - алфавит десятичных цифр{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} - алфавит знаков зодиака {картинки знаков зодиака} и др. Кодирование информацииИнформатика. Лекция 1 Примеры языков кодирования: - разговорные языки (всего более 2000); - язык мимики и жестов; - язык рисунков и чертежей; - язык науки (математические, химические, биологические и другие символы); - язык искусства (музыки, живописи, скульптуры и т. д.); - специальные языки (эсперанто, морской семафор, азбука Морзе, азбука Брайля для слепых и др.). Кодирование текстовой информацииИнформатика. Лекция 1 Кодирование текстовых данных: ASCII (American Standard Code for Information Interchange) – базовая и расширенная таблицы (0..127, 128..255); национальная система кодирования - КОИ-7 (Код Обмена Информацией семизначный) –; - Windows-1251; - КОИ-8; Кодировка ISO; ГОСТ-альтернативная кодировка. UNICODE – универсальная система кодирования (16-разрядная)! Кодирование информацииИнформатика. Лекция 1 Кодирование графической информации- растровое кодирование. Принцип декомпозиции для цветных изображений (RGB, CMYK). Кодирование звуковой информации: метод FM (Frequency Modulation) – разложение звука на гармонические сигналы разных частот (АЦП <-> ЦАП); метод таблично-волнового синтеза (Wave-Table). Кодирование информацииИнформатика. Лекция 1 Кодирование графической информации- растровое кодирование. Принцип декомпозиции для цветных изображений (RGB, CMYK). Кодирование звуковой информации: метод FM (Frequency Modulation) – разложение звука на гармонические сигналы разных частот (АЦП <-> ЦАП); метод таблично-волнового синтеза (Wave-Table). Понятие информатикаИнформатика. Лекция 1 Информатика – это техническая наука, систематизирующая приемы создания, хранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники (СВТ), а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими. Предмет информатики: аппаратное обеспечение СВТ; программное обеспечение СВТ; средствами взаимодействия аппаратного и программного обеспечения; средства взаимодействия человека и обеспечения СВТ. Задача информатики - систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными СВТ. Цель информатики – выделение, внедрение и развитие передовых, наиболее эффективных технологий, автоматизация этапов работы с данными, методическое обеспечение новых технологических исследований. Понятие информатикаИнформатика. Лекция 1 Информатика –прикладной предмет, цель которого – освоение основ и возможностей современной компьютерной технологии, а именно: освоение аппаратных средств – hardware – и принципов работы с ними и наиболее распространенных программных средств – software. Структура информатикиИнформатика. Лекция 1 Теоретическая информатика занимается теорией формальных языков, автоматов, теориями вычислимости и сложности, теорией графов, криптологией, логикой, формальной семантикой (на стыке с математикой). Практическая информатика обеспечивает фундаментальные понятия для решения базовых задач: хранение и управление информацией с помощью структур данных, построение алгоритмов, модели решения сложных задач. Техническая информатика занимается аппаратным обеспечением вычислительной техники (архитектура ЭВМ, микропроцессоры, интерфейсы, сети). Прикладная информатика объединяет конкретные применения информатики в тех или иных областях жизни, науки или производства (бизнес-информатика, геоинформатика, биоинформатика и др.). Естественная информатики - это естественнонаучное направление, изучающее процессы обработки информации в природе, мозге и человеческом обществе. Кодирование числовой информацииИнформатика. Лекция 1 Система счисления — символический метод записи чисел, представление чисел с помощью письменных знаков. - позиционные - значение каждой цифры зависит от её позиции (разряда) в числе; - непозиционные - величина числа не зависит от положения цифр в записи (древние палочки); - смешанные - в каждом разряде (позиции) числа набор допустимых символов (цифр) может отличаться от наборов других разрядов (время, деньги). Позиционные системы счисленияИнформатика. Лекция 1 Основание системы счисления - количество цифр, используемых в системе счисления (f). Число представляется как Основные виды позиционных системы счисления: - десятичная (f=10); - двоичная (f=2); - восьмеричная (f=8); шестнадцатеричная (а=16). Лекция 1 Результаты и темы для подготовки Понятие информации Определения сигналов, данных, сообщений Свойства информации Виды информации Формы представления информации Методы получения информации Информационные процессы Кодирование информации Системы счисления Понятие информатики и ее структура Лекция 1 Примерные темы для докладов Раздел 1 (общее представление об информации): Социальная информация и информатика Нетрадиционные способы кодирования информации Способы передачи информации Раздел 2 (история развития вычислительной техники): Этапы развития вычислительной техники. Поколения ЭВМ (1-2 подробно). Сообщение 10-15 минут (10-15 слайдов). |